项海帆院士:对中国桥梁建设的反思
作者:IM体育 发布时间:2021-11-05 02:09
本文摘要:编者按由虎门大桥振动事件所引发的思考还在继续。此前,著名桥梁及结构工程专家项海帆院士,曾阐释过他对中国桥梁建设的反思。今天,小编将相关文章整理出来,我们一起回首学习。 以下文章中的第1、2篇,本号此前已推送过,在这里放上链接,供大家检察。项海帆,著名桥梁及结构工程专家,中国工程院院士,曾担任国际桥梁及结构工程协会(IABSE)副主席。中国桥梁造价反思中国桥梁的造价从外貌上看比西欧国家低,于是造成一种错觉,似乎中国桥梁的经济性是最好的。 然而,仔细思考后感应事实并非如此。

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编者按由虎门大桥振动事件所引发的思考还在继续。此前,著名桥梁及结构工程专家项海帆院士,曾阐释过他对中国桥梁建设的反思。今天,小编将相关文章整理出来,我们一起回首学习。

以下文章中的第1、2篇,本号此前已推送过,在这里放上链接,供大家检察。项海帆,著名桥梁及结构工程专家,中国工程院院士,曾担任国际桥梁及结构工程协会(IABSE)副主席。中国桥梁造价反思中国桥梁的造价从外貌上看比西欧国家低,于是造成一种错觉,似乎中国桥梁的经济性是最好的。

然而,仔细思考后感应事实并非如此。戳这里检察全文关于中国桥梁界追求“之最”和“第一”的反思2009年5月,在上海到场了“今世大桥”国际研讨会后,部门外洋代表观光了中国各地的新建大桥。

在他们离沪回国时,国际桥协的向导曾问我:“为什么在中国长江内河航道上要制作那么多千米级的悬索桥和斜拉桥?为什么一些老桥跨度不大,而四周的新桥的跨度却增大了好几倍?你们长江航道的通航要求是如何定的?”我一时语塞,不知如何回覆才好,只能说:“中国桥梁界喜欢追求跨度的逾越,一些官员也勉励这样做,这可能是一个误区。”戳这里检察全文中国桥梁的现状——知不足而常进前言:中国的桥梁建设,其规模和数量的生长速度之快令世界同行们另眼相看。

中国人不甘落伍,高昂自强的信念是缔造硕果的原动力。然而,在自豪与激动的背后,我们有一批专家也正以一种岑寂的眼光注视着中国桥梁事业发生的巨变。

中国桥梁与国际水平另有差距据资料显示,革新开放以来,我国仅种种类型的斜拉桥,就已建成了100多座,成为世界上制作斜拉桥最多的国家。而且在跨度凌驾500米的世界斜拉桥中,我国已从数量上占据了重要的职位。江阴长江大桥的建成标志着我国有了第一座超千米悬索桥,同时也使我们一跃成为世界上第六个能够制作千米级大桥的国家。

因此近一段时间种种媒体提到我国桥梁建设,用的最多的词汇是“桥梁建设进入世界强国”、“世界第一”、“之最”等。谈到这一问题,项院士对记者坦言:“在历史的长河中举行纵向比力,中国的桥梁生长速度是惊人的。但如果从国际视角来横向对比,效果不容乐观。

20世纪的中国已经延长了太多的时间,在我们举行文革的时候,外洋正处于60年月基础设施建设的大热潮中,建设项目速度快,规模大。而中国的建设热潮却始于20世纪90年月,整整晚了30年。可以说,我们现在只不外是做了外洋30年前就完成了的事情。

中国的桥梁生长速度快、规模大,成就显著,在欣喜和自豪之余,我们应该警惕正逐渐滋生的自满情绪,千万不要满足于速度和规模。我经常听到一些说法,认为中国已经成为了桥梁建设的强国。事实上,从国际视角看,排名前几位的国家有美、德、英、法、瑞士、日本、丹麦,其他另有瑞典、加拿大、澳大利亚、意大利、西班牙等,而我们最起码要排在第七位以后了,另有一定的差距。国际上并不以跨度论英雄,而强调创新。

因此,国际上评选的优秀桥梁,跨度可以不大,但一定有很好的创新点。”那么,中国现在的桥梁建设水平到底处于怎样的职位?项院士说:“也许可以讲,中国凭借桥梁建设的规模进入了世界前十名之列。但从总体上讲,我们只是桥梁建设的大国,不是强国。

中国从大国走向强国,另有一段路要走。强国的首要特征是“品牌”,要有拥有焦点技术的品牌企业。其次,品牌企业要有国际竞争力,体现在国际设计竞赛和施工招标中的胜出。

它的总工程师在国际舞台上都很是活跃,有的还是国际学会的焦点向导人,或经常被邀请到场国际集会作主旨讲话。因为这些企业的技术被国际桥梁界充实认可。作为中国桥梁界的代表,每当我到场国际桥梁集会时,都深感孑立和遗憾。

中国大型企业的总工程师很少应邀出席国际性的集会并演讲。所以,我一直提倡新一代的工程师们一定要走出国门,举行国际交流,到场国际竞争。只有在竞争中,才气体现出自身的非凡实力,获得国际认可。到场国际交流的重要途径就是在国际杂志上揭晓论文。

我认为海内的一些技术论文要解决文风不实、内容空洞的问题,不要只是平铺直叙地先容跨度、工程量、强调规模。这样的文章,很难引起国际杂志编委的兴趣,因而很难在国际杂志上揭晓。我们的工程文章应该清楚地先容:运用了外洋什么技术、如何借鉴的,在哪些方面凭据国情做了革新,哪些完全是原创性的等等。

”树立自主创新意识重视原创性谈到我国桥梁建设,人们一定要谈到“创新”,技术论文中一般也把创新点作为重中之重。对于“创新”的观点专家学者各有其看法:一种是缔造原来没有的,通过缔造,发生出新的技术,可谓“无中生有”,另一种是对现有的工具举行厘革,使其更新,成为新的工具,可谓“有中生新”。

对此,项院士认为:真正的创新应该具有原创性。谈到创新的问题,项院士意味深长地说:“鲁迅先生说过:‘认可不足是前进的车轮。’小到一小我私家,大到一个国家,要进步必须要敢于认可差距和不足。

中国桥梁建设与国际水平相比,差距与不足突出体现在没有原创性的工具。我们在继续既有结果的基础上,有一些局部的创新。而真正的创新应该是原创性的。我们原创的工具屈指可数,多数是在学习外洋20世纪60年月缔造的新技术、新结构、新理论、新质料、新工艺。

中国人学得快,学得好,而且也有志气,希望能自主建设。可是自主并不即是创新,因为仍然用的是别人的技术。我曾经给研究生讲过‘桥梁生长史中的主要技术创新’,我告诉他们,到现在为止,所有技术都是美、英、法、德等国在20世纪30年月至60年月缔造的。

例如,结构的预应力是法国人发现的,悬索桥是美国人发现的,另一种悬索桥由英国人发现。真正的创新,要从量变向质变生长,要有质的区别。外洋专家到中国观光大桥后,只有一个感受:‘我们以前运用的技术,现在你们也会了。

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只是在量上有变化,跨度比我们大、速度比我们快,仅此而已。’中国的桥造得很是多,确实有一些局部的创新,但大多数在结构、施工方法上类似。我们并没有使用富厚的建桥时机,来实现真正的创新,每造一座桥都能够上一个台阶。

”问及我们缺乏原创性的泉源时,项院士认为:问题泉源在于缺乏创新理念。中国恒久恪守着因循守旧的教育模式,没有发挥孩子们的想象力、好奇心,没有造就他们提出问题的能力。

实际上,提出问题的能力比解答问题更重要。而外洋的教育强调的是标新立异,要勇于否认旧的。项院士尖锐地指出:现在社会将“创新”二字低俗化了。要实现质变并不是一件容易的事情。

虽然外洋已经有许多原创性的工具,但中国的创新另有很大生长空间,我们不应该追求几个“第一”、几个“之最”,一座桥如果能有一到两个新工具就已经很是了不起了。将70%的既有技术与30%的创新相联合,如果能解决现实难点,就是乐成的,就能被国际上接受。

但现在大家似乎都习惯于比力“第一”的数量。“我再次强调,年轻一代的工程师们千万不要满足于速度和规模,而要在创新、质量和美学上下光阴。

不要盲目自满,不要走入误区,要使用海内一年造几十座大桥的大好机缘。试想:如果每一座桥都能有一个创新,那么一年就能有几十个创新。

”“我国的科技竞争能力在国际上的排名仍然靠后,我们仍然是外洋品牌的制造基地,消耗的是能源和劳动力,真正的焦点技术仍然掌握在别人手中。中国的桥梁建设要实现逾越,必须依靠创新。”中国桥梁界与国际水平的差距是客观的,我们也应该看到,现在我们桥梁建设市场的生长速度很是快。

革新开放初期,我国的桥梁界可能比外洋要落伍30年。经由赶超和实践,如今的差距越来越小了。在以后的一段相当长的时期内,我国的桥梁界有着太多的实践时机,相信以我们现在的程序很快会遇上世界水平。

中海内河桥梁建设与通航尺度思索是业主好大喜功还是设计院的设计理念走入了误区?什么原因导致中国不经济和不合理的千米级大跨度桥梁制作趋势愈演愈烈?去年底,媒体报道了许多千米级大桥通车的消息,其中不乏宣传“第一”“之最”等词,笔者禁不住又想起国际同行对中海内河桥梁超千米级跨度和通航尺度的质疑。为此笔者曾撰文在《桥梁》杂志揭晓,也曾向一些设计院的总工程师询问,对方均表现出了无奈,说这是水运和航道部门的要求,但主管此事的上级机关向导却表现:他们是凭据下面报上来的通航专题论证和跨度而指挥的。

那么,究竟是业主好大喜功还是设计院的设计理念走入了误区?或者是水运部门的要求不合常理而导致了中国许多不经济和不合理的千米级大跨度桥梁纷纷被批准制作,而且另有愈演愈烈之势?《桥梁》杂志2013年第一期揭晓了“长江与密西西比河桥梁之比力”一文,文中提到“两条河的中下游规模相当,通航净高相近,但两者桥梁最大跨径的选择悬殊较大”。密西西比河上的桥梁跨度都在500米以内,而中国长江上的桥在90年月前也相仿。

然而,最近十多年来所建新桥的跨度却不停增加,其中悬索桥就有10余座之多,值得反思。由于不经济的超大跨度桥梁大多是以不合理的通航尺度为主要依据。我想提出来和业内同行一起解读和探讨一下这种怪现象发生的原因。外洋内河通航尺度五大洲通海的主要河流,如美国密西西比河、南美洲亚马孙河、非洲尼罗河以及欧洲的莱茵河、易北河和多瑙河等,多数在河口四周建港,停靠海轮,然后将货物用内河船只转驳到上游沿河各地都会。

外洋内河的通航尺度除少数几条大河外,一般都在5000吨级以下。除了法国塞纳河口的诺曼底桥和韩国汉江口的仁川桥的跨度较大外,其余各国的内河桥梁跨度一般均在500m以内,而且全部都接纳斜拉桥方案。其通航净高在24~56m之间,净宽则在150~400米之间,而通航净宽和净高之比则在5.9(约束航行,航速16节)~10.5(自由航行,航速30节)之间,跨度和净高之比则在15之内,这是十分合理的。中海内河通航尺度的现状中海内河是以长江和珠江为代表的通航河流。

长江在解放前为天堑,没有一座桥。1957年在苏联专家资助下制作了长江第一桥——武汉长江大桥,跨度为128m,满足分孔通航2000t的尺度(净宽120m,净高18m),即武汉以上至宜昌的航道为内河III级。

1971年又建成跨度160m的多孔一连桁架桥南京长江大桥,通航净空为150m×24m,满足南京以上至九江5000t的内河I级航道尺度。九江以上至武汉的中游航道因水深不足,降低为3000吨的内河II级。

南京港以下至长江口的下游航道因水深增大,可行驶5万吨的海轮,通航净空为600m×50m。江阴以下的航道水深更深,通过疏浚长江口的航道,远期可允许20万吨级的海轮和邮轮进入,通航净空增至900m×62m。可见,长江中下游航道因水深条件下同,适航的船舶吨位也差别,相应的通航净空也差别。

革新开放初期(1980年——2000年)在长江中下游(武汉长江大桥以下)制作了九江长江大桥(216m中承式钢拱桥,1992)、黄石长江大桥(多孔245m一连梁,1995)、铜陵长江大桥(432mPC斜拉桥,1995)、武汉长江二桥(白沙洲长江大桥,400mPC斜拉桥,1995)、芜湖长江大桥(312m钢斜拉桥,2000)等,其通航净高均为24m,选用跨度在245~432之间,都是在合理的规模内。然而,自进入新世纪以来,湖北宜昌以下至南京段的新桥跨度猛增。如宜昌至武汉段(通航净空18×120m)的宜昌长江大桥(960m悬索桥,2001)、夷陵长江大桥(345mPC斜拉桥,2001)、荆州长江大桥(500m,PC斜拉桥,2002);武汉长江大桥以下至南京段(通航净高24m)的武汉阳逻长江大桥(1280m悬索桥,2007)、鄂东长江大桥(926m钢斜拉桥,2010)、荆岳长江大桥(816m钢斜拉桥,2010)、武汉二七长江大桥(2×616m钢斜拉桥,2011)和马鞍山长江大桥(图1,2×1080m三塔悬索桥,2013)等,其跨度和通航净高之比在19~53之间,都远远超出了正常的比例规模。

从图1中可看出马鞍山长江大桥左边一孔的水深很浅,只能通行小船并没有须要做大跨。图1 马鞍山长江大桥更令人费解的是武汉长江大桥(一桥)上游和白沙洲大桥之间正在制作的两座新桥:鹦鹉洲大桥(2×850m三塔悬索桥)和杨泗港大桥(图2,1700m悬索桥),它们和相邻武汉一桥的跨度极不协调。从图2中可以看出,河槽中间突起呈W形,完全可以设墩,如选择2×600m的三塔斜拉桥让上下行船只分孔通航,就会更经济合理,也更雅观。此外,同在武汉的天兴洲长江大桥,因是公铁两用桥,航道部门就同意504m的斜拉桥,而且还是在武汉一桥的下游。

为什么在航道品级降低后的武汉一桥上游反而要做1700m的悬索桥呢?图2 杨泗港长江大桥再说南方的珠江,在黄埔港以上分南北两汊进入广州市,其中南汊为主航道,通航尺度为137m×34m,相当于1万吨级航道(北汊通过市中心区,航道品级较低)。所建桥梁中跨度较大的为鹤洞大桥(360m联合梁桥面斜拉桥,1998)、番禺大桥(380mPC斜拉桥,1999)和丫髻沙大桥(360m钢管混凝土系杆桁架拱桥,2000),三座桥跨度都很靠近,是合理的。

2008年建成的广州珠江黄埔大桥位于黄埔港上游的珠江河汊处,南汊主航道的通航要求为494m×60m,不知何以却接纳了主跨1108m的悬索桥(图3)。从图中可以看出,通航孔在左侧,并没有须要做悬索桥,700m左右的斜拉桥已能满足要求。

图3 广州珠江黄埔大桥黄埔港以下至虎门的航道为5万吨级,90年月设计虎门大桥时,要求通航净空为600m×50m,为思量锚碇的合适位置,选用了888m的悬索桥是合理的。然而,在计划制作虎门二桥时选择了虎门一桥上游的河汊区过江。

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交通运输部《关于虎门二桥通航净空尺度和技术要求的批复》(交水发[2010]288号)称,坭洲水道通航净高不小于60m,选用10万吨级散货船作为代表船型,通航净宽根据满足10万吨级散货船和5000t级杂货船同时双向通航盘算,通航净宽应不小于1154m。工可陈诉中建议接纳1688m的超大跨度悬索桥,比下游虎门大桥增加了一倍。为什么在虎门大桥上游的珠江航道上要选用超千米的悬索桥?又为什么不能分孔通航而一定要合孔?为什么水深还不足15m就不许建桥墩,而非要一跨过江?差别吨位的船只为什么都要单独的通航净空,岂非低吨位的小船就不能走大船的航道?而且,还要把各自要求的通航净宽叠加起来,并排合孔过桥。

于是就泛起了虎门二桥要求通航净宽1154m的“怪现象”。与此同时,铁道部在虎门一桥的下游四周也计划了一座铁路桥,航运部门就允许接纳分孔通航的方式,使跨度减小,以满足铁路桥的刚度要求。

听说,在苏通大桥四周将要造一座公铁两用的新桥——跨度为1092m的斜拉桥。为什么不能像南京长江三桥四周的大胜关铁路桥那样将跨度减半,接纳2×600m的三塔斜拉桥,以增加刚度,节约造价?更为离奇的是湖南岳阳洞庭湖二桥的计划。四周已建的一桥是2×310m的三塔斜拉桥,能够满足2000T内河III级航道的要求。

然而,新建的二桥却要求一跨过江,为争当世界第一,曾推荐接纳2008m跨度的悬索桥,后虽改为1480m悬索桥,如果通航净高仍为18m,跨度和净高之比将凌驾80,这将是难以明白的“世界笑话”。在洞庭湖一桥的下游,铁道部也计划了一座铁路桥,仍接纳300m左右跨度的三塔斜拉桥。为什么洞庭湖二桥不能公铁合建以节约投资呢?现在铁道部已打消,交通运输部应当统筹计划公路和铁路的越江通道,接纳更为经济合理的双层桁梁多跨斜拉桥,以制止公铁分建所带来的浪费和不合理的通航尺度问题。

上述这些反常的跨度和桥下净高比例一定会引起外国同行的质疑,也值得我们反思。希腊Rion-Antirion桥,水深达65m,又在强震区,要求18万吨的约束通航(16节),净高65m,净宽300m。经由方案比选,接纳经济合理的三跨560m的四塔斜拉桥(图4)。如果让中国工程师来设计,很可能又会选用一跨1700m的悬索桥。

图4 希腊Rion-Antirion桥桥梁通航孔部署原则和存在问题桥梁设计要遵循“宁静、适用、经济、雅观、耐久、环保”等六项原则。观点设计的首要任务就是选择合理的桥位和经济、雅观的桥型方案,其中最焦点的问题是按航迹线和通航尺度(船舶品级和通航净空)部署跨越主航道的主桥,并通过多方案的比力,选择最经济合理和雅观的桥型方案和跨度。

中海内河的水深一般都在40m以下,大部门只有20m左右,基础技术是十分成熟的。而且,万吨以下的通航河流,桥墩一般都具有足够的抗撞能力,防撞设计主要是为了掩护船只的宁静。

因此,为了尽可能节约造价,内河桥梁应优先思量分孔通航,即为上下行船只设置两个通航孔,各行其道,淘汰在同一桥孔中交会时的风险,同时也可以减小跨度,节约造价。除非在地形特殊的河流颈口,如江阴大桥,水流较急,水较深,或地质条件倒霉,不宜制作桥墩时,则可思量上下行船只合孔通航,接纳较大跨度的桥梁跨越深水航道。合孔还是分孔通航,应由设计单元通过技术经济比力来确定。

海内在开端设计阶段(观点设计)往往会遇到下列问题,致使通航孔的部署面临许多非技术性的滋扰,简述如下:1.由于都会计划的滞后,都会计划和交通计划不协调,公路和铁路的各自为政,加上地形地质有利的桥位没有预先计划控制,已被工业区占用,失去了桥位选择的优先权。或者,交通计划工程师没有充实思量越江桥位的优先要求,而凭据其他因素划定了过江门路,从而给桥位设计带来许多不须要的制约因素。

2.少数官员好大喜功,盲目争跨度“第一”“之最”,掉臂经济性,甚至任意指定桥梁的跨度。他们可能认为,在整个工程投资中,越江部门仅占小部门,多花几个亿不是问题。然而,在很小的通航净高上制作超千米跨度大桥,将会带来比例失和谐资源浪费的严重结果。

3.由于中海内河航运设备和治理的落伍,船只陈旧,有的海员也未经严格培训,造成撞墩事故时有发生。水运部门应当尽快使航运现代化,淘汰落伍船只,培训及格船长,装备先进导航设备,而不应以宁静为名不加限制要求加大通航净宽,从而增加桥梁跨度。

3000吨级的航道(净高仅24m)却要求千米通航净宽,这是极不合理的。德国莱茵河为2500T级航道,通航净空150m×24m,专门设计了现代化的低高度快速集装箱内河船只和高效率的码头装卸设备,其运输量甚至凌驾长江,值得我们学习。

4.一些设计院的向导也有悬索桥“心结”:误认为只有造千米级悬索桥才代表高水平,从而放弃了观点设计的基本原则。有时还在经济比力上弄虚作假,使不合理不经济的方案得以通过评审而实施。

他们应当知道,在一座多孔梁式桥四周制作一座超千米悬索桥视觉上是何等不协调?!以上几种情况可能是造成中海内河通航尺度泛起净宽和净高之比严重超出正常规模,从而泛起被迫制作千米级悬索桥的主要原因。这种怪现象已经受到外国同行的质疑,也给中国桥梁工程界的声誉带来了负面评价。

从上述中外通航要求的对比中,我们应当认识到,中海内河通航尺度确实存在不合理的问题,希望新组建的交通运输部能组织业主、计划、航运、水利和桥梁设计部门一起认真讨论,对中海内河制定一个合理的通航尺度。由设计单元凭据尺度确定合理跨度和桥型方案,而不应由航道部门任意要求通航净宽,甚至对跨度和桥型举行批复。

内河航道品级由水深决议,通航船只的最大吨位决议了船的高度和长度,由船高决议通航净高,由船长按“运动域理论”确定所需的宁静净宽。因此,通航净宽和净高应当有一个合理的比例。思量到船舶和桥墩之间的宁静空间,跨度和桥下净高之比应当控制在20以内,即跨度不应凌驾净高之20倍,外洋桥梁多数在15以内(苏通大桥为1088/62=17.5),跨度和桥下净高的比例过大,不光经济上不合理,也失去了比例美。在同一航道品级的河段上,通航净高相同,桥梁的跨度应当相近,凭据河势和地形可以有适当的调整。

如果比邻的桥梁跨度相差过于悬殊,就很不协调,也一定会引起质疑。最后,建议交通运输部重新审议一些尚未动工的超大跨度悬索桥,如能和相近已计划中的铁路桥合建成跨度较小的公铁二用斜拉桥,可为国家节约大量投资。中国仍是一个生长中国家,经济性原则必须在方案比力中占据重要职位,不要为了争“第一”和“之最”或者为了迁就落伍的航运技术而随意浪费资金,甚至闹“国际笑话”。

我衷心希望业内各方面的有关部门认真思考,从创新、质量和美学上多下功夫,把中国桥梁建设好,为中国从桥梁大国走向桥梁强国多做孝敬。


本文关键词:IM体育,项海,帆,院士,对,中国,桥梁,建设,的,反思

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